《Coral Reefs》：Spatiotemporal patterns in Diadema antillarum settlement in the Florida Keys: implications for habitat restoration
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为探究佛罗里达群岛长棘海胆（Diadema antillarum）种群恢复问题，研究人员量化其 2017 - 2023 年月定居率。结果发现，近海礁石定居率高于近岸，中 / 上佛罗里达群岛高于下群岛，夏季为高峰期。该研究为海胆栖息地恢复提供重要依据。
在神秘的加勒比海珊瑚礁世界里，长棘海胆（
Diadema antillarum）曾是这里的重要 “居民”，它作为关键食草动物，对维持珊瑚礁生态平衡起着不可或缺的作用。它通过食用藻类，防止藻类过度生长，为珊瑚的定居和繁殖创造有利条件 ，而珊瑚也为长棘海胆提供生存空间和庇护。但在 1983 - 1984 年，一场突如其来的灾难降临，一种未知病原体致使长棘海胆大规模死亡，其种群数量锐减，93% - 100% 的个体丧生。这场灾难给珊瑚礁生态系统带来了连锁反应，藻类开始肆意生长，覆盖了珊瑚礁，严重影响了珊瑚的繁殖和生存，导致珊瑚礁逐渐退化。此后，长棘海胆的种群数量一直未能恢复，到现在，其平均数量仅为 1983 年前的 12% 左右。
面对珊瑚礁生态系统的恶化，科研人员和资源管理者一直在努力寻找恢复珊瑚礁的方法。恢复长棘海胆种群成为珊瑚礁恢复工作的关键一环，然而，由于对长棘海胆早期生命史过程的数据掌握有限，确定最佳的恢复地点和策略成为一个巨大挑战。在这种背景下，来自蒙特克莱尔州立大学（Montclair State University）和佛罗里达州鱼类和野生动物保护委员会鱼类和野生动物研究所（Fish and Wildlife Research Institute, Florida Fish and Wildlife Conservation Commission）的研究人员开展了一项重要研究，该研究成果发表在《Coral Reefs》杂志上。
研究人员为了深入了解长棘海胆在佛罗里达群岛的定居模式，采用了一系列关键技术方法。首先，在 2017 - 2023 年期间，他们在佛罗里达群岛大西洋海岸的 9 个礁石站点进行采样。通过在不同深度（0 米和 2 米）设置标准化的人造草皮（Astroturf）采样板，每月收集样本，以此量化长棘海胆的定居率。采集后的样本在 2 小时内用 70% 乙醇保存，带回实验室进行分析。在实验室中，样本经过清洗、筛选，在解剖显微镜下对长棘海胆定居者进行识别和计数。最后，利用 ZINB 模型对数据进行统计分析，探究不同因素对长棘海胆定居的影响。
研究结果主要包括以下几个方面：
- 空间差异：在第一个野外采样活动（FC1）中，ZINB 模型的计数部分显示，“位置” 对长棘海胆的定居有显著影响，近海礁石站点的定居数量明显多于近岸礁石站点。在第二个野外采样活动（FC2）中，同样发现中 / 上佛罗里达群岛的定居率显著高于下佛罗里达群岛。从地图上可以直观地看到，像田纳西礁（Tennessee Reef，TR）和泡菜礁（Pickles Reef，PR）这些位于中 / 上佛罗里达群岛的站点，平均定居率较高。
- 季节变化：季节因素也对长棘海胆的定居有显著影响，夏季的定居数量明显多于其他季节。在 FC1 中，夏季的定居数量最多，这表明夏季可能存在一些有利于长棘海胆幼虫定居的因素。
- 模型评估：通过对模型的残差进行分析，发现除了零值附近的聚集现象外，没有其他异常模式，这说明模型能够较好地拟合数据，研究结果较为可靠。
研究结论和讨论部分指出，虽然长棘海胆的定居率普遍较低，但研究发现的这些时空模式具有重要意义。近海礁石、中 / 上佛罗里达群岛以及夏季是长棘海胆定居的热点区域和时段，这为管理者确定重点恢复区域提供了关键信息。在这些区域，可以通过设置生物球（bio balls）等人工定居结构，为长棘海胆提供更适宜的定居环境，提高其定居成功率。同时，改善定居后的栖息地条件，如减少捕食压力、提供合适的庇护场所等，也有助于提高长棘海胆的生存几率。
此外，研究还发现，目前并不清楚观察到的模式是由幼虫供应还是早期定居后过程（如捕食导致的死亡率）所驱动。未来需要进一步研究长棘海胆幼虫的来源、扩散机制以及早期生命阶段的死亡率等因素。同时，结合生物和物理因素进行建模，综合考虑源种群的位置、繁殖输出、幼虫死亡率以及海洋物理过程等，将有助于更准确地预测长棘海胆的定居脉冲，为种群恢复提供更有效的策略。
这项研究为长棘海胆栖息地的恢复提供了重要的理论基础和实践指导，有助于推动珊瑚礁生态系统的恢复和保护工作，让加勒比海的珊瑚礁重现生机。
